专题06光合作用的原理和应用（期末真题汇编，江苏专用） 高一生物上学期

专题06光合作用的原理和应用 3大高频考点概览 考点01 捕获光能的色素与结构 考点02 光合作用的原理和应用 考点03 光合速率和呼吸速率的综合分析 地 城 考点01 捕获光能的色素与结构 一、单选题 1．(24-25高一上·江苏天一中学·期末)图甲是叶绿体结构示意图，图乙是叶绿体中色素的分离结果（①、②代表叶绿体结构，A~D代表4种色素），下列相关叙述错误的是（    ） A．图乙中的色素位于图甲的结构①上 B．图乙的A、B所示色素主要吸收蓝紫光 C．分离色素的原理是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同 D．镁元素缺乏会影响C、D两种色素的含量 【答案】C 【详解】A、图乙中的色素位于图甲的结构①类囊体薄膜上，A正确； B、图乙的A、B所示色素分别代表胡萝卜素、叶黄素，主要吸收蓝紫光，B正确； C、分离色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，而无水乙醇用于提取色素，C错误； D、镁元素是叶绿素的组成元素，缺乏会影响C（叶绿素a）、D（叶绿素b）两种色素的含量，D正确。 故选C。 2．(23-24高一·江苏南京南京师大附中·期末)下列关于元素和化合物叙述正确的是（    ） A．纤维素是植物和蓝细菌细胞壁的主要成分 B．高等植物细胞的结合水主要存在于液泡中 C．Mg2+存在于叶绿素和类胡萝卜素中 D．核糖体、染色体含有的大量元素种类基本一致 【答案】D 【详解】A、纤维素是植物细胞细胞壁的主要成分，蓝细菌属于原核生物，原核细胞细胞壁的主要成分是肽聚糖，A错误； B、高等植物细胞的自由水主要存在于液泡中，B错误； C、Mg是叶绿素组成元素之一，类胡萝卜素不含有Mg，C错误； D、核糖体（蛋白质和RNA）、染色体（蛋白质和DNA）含有的大量元素为C、H、O、N、P，种类基本一致，D正确。 故选D。 3．(24-25高一上·江苏连云港·期末)下列关于“绿叶中光合色素的提取与分离”实验的叙述正确的是（    ） A．本实验的原理是光合色素溶于有机溶剂无水乙醇 B．研磨叶片后再加入CaCO3，防止叶绿素被破坏 C．利用纸层析法分离色素时，滤液细线不能触及层析液 D．四种色素都能溶解在层析液里，条带最宽的溶解度最大 【答案】C 【详解】A、本实验的提取的原理是光合色素溶于有机溶剂无水乙醇，分离的原理是光合色素在层析液中的溶解度不同，A错误； B、研磨叶片时加入CaCO3，防止叶绿素被破坏，B错误； C、分离色素时，若滤液细线触及层析液，色素就会溶解到层析液中，不会在滤纸条上得到分离的色素带，所以滤液细线不能触及层析液，C正确； D、四种色素都能溶解在层析液里，条带最宽的含量最多，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，D错误。 故选C。 4．(24-25高一上·江苏常州高级中学·期末)黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学实验材料。下列说法正确的是（    ） A．黑藻叶片不能用于观察细胞的质壁分离及复原 B．在高倍光学显微镜下，可以观察到黑藻的细胞膜结构 C．可用无水乙醇分离黑藻叶片中的色素 D．黑藻叶片不适宜用于观察有丝分裂实验 【答案】D 【详解】A、黑藻成熟叶片为成熟的植物细胞，含有大液泡，可以用来观察植物细胞的质壁分离和复原，A错误； B、黑藻的细胞膜结构属于亚显微结构，需要用电子显微镜来观察，在高倍光学显微镜下观察不到，B错误； C、叶绿体中的色素易溶于无水乙醇、丙酮等有机溶剂，提取黑藻叶片中光合色素时，可用无水乙醇作提取液，分离时用层析液，C错误； D、黑藻叶片高度分化，不能分裂，不能够用于观察有丝分裂，D正确。 故选D。 5．(24-25高一上·江苏无锡·调研)某生物兴趣小组为了探究光合色素的种类及其功能，对绿叶中的色素进行了提取和分离，所得结果如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．二氧化硅有助于研磨得充分 B．色素丁在层析液中的溶解度最高 C．丙和丁主要吸收红光 D．秋天温度降低，甲乙含量会减少 【答案】C 【详解】A、二氧化硅比较坚硬，且性质稳定，有助于研磨得充分，A正确； B、分离色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高的色素随层析液在滤纸上的扩散速度越快，丁离滤液细线距离最远，所以丁在层析液中的溶解度最高，B正确； C、图中丙和丁分别是叶黄素和胡萝卜素，均属于类胡萝卜素，它们主要吸收蓝紫光，C错误； D、秋天温度降低，叶绿素稳定性差，易分解，即甲叶绿素b、乙叶绿素a的含量会减少，D正确。 故选C。 6．(23-24高一上·江苏南通·期末)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验叙述合理的是（    ） A．提取、分离色素时分别用层析液、无水乙醇为溶剂 B．加入少许CaCO3是为了防止研磨中叶绿素被氧化破坏 C．若连续多次重复画滤液细线可积累更多的色素，但易出现色素带重叠 D．该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量 【答案】C 【详解】A 、提取色素时使用无水乙醇，分离色素时使用层析液，A错误； B、加入少许CaCO3是为了防止研磨中叶绿素被破坏，碳酸钙通过调节环境、稳定温度、维持湿度和提供营养等方式，有效地保护叶绿素，B错误； C、画滤液细线时要间断画2～3次，即等上一次干了以后再画下一次，若连续多次重复画滤液细线虽可累积更多的色素，但会造成滤液细线过宽，易出现色素带重叠，C正确； D、该实验提取分离色素的方法不可用于测定绿叶中各种色素的含量，D错误。 故选C。 二、多选题 7．(23-24高一·江苏镇江·期末)植物学家茨维特将植物色素提取液装入含有碳酸钙粉末的层析柱中，并用层析液自上而下淋洗，出现如图所示的实验结果。下列叙述错误的有（　　） A．层析柱中CaCO3可固定并保护色素 B．条带1中的色素主要吸收蓝紫光 C．条带2和3中色素的颜色是黄色和蓝绿色 D．条带4中的色素在层析液中溶解度最大 【答案】BC 【详解】A、碳酸钙的作用是防止研磨中色素被破坏，A正确； B、各色素随层析液扩散速度不同，溶解度大，扩散速度快，溶解度小，扩散速度慢，4条色带分别是：1叶绿素b、2叶绿素a、3叶黄素、4胡萝卜素，叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，B错误； C、条带2是叶绿素a，条带3是叶黄素，颜色分别是蓝绿色、黄色，C错误； D、条带4是胡萝卜素，溶解度最大，扩散速度快，D正确。 故选BC。 8．(24-25高一上·江苏宿迁泗阳县·期末)关于绿叶中色素的提取和分离实验的叙述，正确的是（　　） A．研磨时加入碳酸钙可防止叶绿素分子被破坏 B．利用纸层析法分离色素，滤液细线不能触及层析液 C．为使色素带更明显，点样时可加大滤液细线宽度 D．层析分离得到四条色素带，其中呈蓝绿色的是叶绿素b 【答案】AB 【详解】A、研磨时加入碳酸钙可防止叶绿素分子被破坏，A正确； B、利用纸层析法分离色素，滤液细线不能触及层析液，否则会导致叶绿素溶于层析液中，B正确； C、点样时划线要求做到细、直、齐，C错误； D、层析分离得到四条色素带，其中呈蓝绿色的是叶绿素a，D错误。 故选AB。 三、非选择题 9．(23-24高一·江苏徐州·期末)黑藻是多年生沉水草本植物，叶片小而薄，叶绿体大，是生物实验的良好材料。请回答下列问题： (1)用黑藻叶片作为观察细胞质流动的材料，不需切片的原因是 ；不需要染色的原因是可用 （填细胞器名称）的运动作为标志。如果该标志在视野中沿液泡顺时针方向流动，则细胞质实际流动方向是 。 (2)下图表示用黑藻进行“观察植物细胞质壁分离现象”的实验步骤和观察结果。 ①实验中需通过步骤a观察细胞的原始状态，目的是 ；步骤b重复多次操作的目的是 ，从而发生质壁分离。 ②d图表示实验结果，其中4处是 溶液，2处颜色为 。 (3)某同学用黑藻叶片做“提取和分离光合色素的实验”时，在圆形滤纸上得到如下图所示的4个近似同心的色素环1、2、3、4。 ①色素提取时使用的试剂为 ，研磨时加入二氧化硅的目的是 。 ②分离色素时，在圆形滤纸中心处滴一滴色素提取液，待滤液干后，重复此操作的目的是 。 ③若研磨时忘记加入碳酸钙，则上图中颜色变浅的色素环有 （填图中标号）。 【答案】(1)黑藻是一种多细胞藻类，只是叶片是由单层细胞组成，可以直接制作成临时装片 叶绿体 顺时针 (2) 作为对照 使蔗糖溶液不断渗入装片中，使细胞发生质壁分离； 外界 无色 (3)无水乙醇 有助于研磨得充分 增加色素的量，使实验效果明显 3和4 【详解】（1）黑藻是一种多细胞藻类，只是叶片是由单层细胞组成，可以直接制作成临时装片；用黑藻为材料观察细胞质流动时，通常以叶绿体的运动作为标志，由于叶绿体为绿色，易于观察，因此不需要染色。显微镜下呈倒像，上下颠倒，左右颠倒，如果该标志在视野中沿液泡顺时针方向流动，则细胞质实际流动方向也是顺时针。 （2）①步骤a观察的是正常细胞所处的状态，此时细胞未发生质壁分离，目的是作为对照，以便与后面质壁分离现象进行对照。步骤b采用引流法，具体操作过程是在盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，并重复几次，使蔗糖溶液不断渗入装片中，使细胞发生质壁分离；4处是细胞壁和原生质层之间的空隙，由于细胞壁为全透性，因此4处充满的是外界溶液。2处是液泡，黑藻的液泡是无色。 （3）由于色素易溶于有机溶剂，故提取黑藻叶中色素所用的试剂为无水乙醇；研磨时加入二氧化硅的目的是有助于研磨得充分。分离色素时，在圆形滤纸中央滴一滴色素提取液，待滤液干后，重复一到两次的目的是增加色素的量，使实验效果明显；加CaCO3是为了保护叶绿素不被破坏，3和4靠近滴加色素提取液的位置，说明其在层析液中的溶解度较小，3是叶绿素a，4是叶绿素b，因此上图中颜色变浅的色素环有色素带3和4。 10．(24-25高一上·江苏常州·期末)中国的饮食讲究“色、香、味”，颜色会影响消费者对食品的综合评价。某同学拟研究“绿色”食用色素，并以水葫芦为材料进行系列实验： (1)制备叶绿素粗产品：按照“绿色叶片→提取液→过滤液→浓缩液→叶绿素粗产品”的流程进行操作。对绿色叶片进行研磨时，需加入二氧化硅和碳酸钙，这两种试剂的作用分别是 、 。 (2)探究pH对叶绿素稳定性的影响：取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温（约25℃）下进行如下实验。 组号 叶绿素溶液/mL 调pH至 处理时间/min 溶液颜色 ① 3.0 8.0 10 绿色 ② 3.0 7.0 X 绿色 ③ 3.0 6.0 10 黄绿色 ④ 3.0 5.0 10 黄褐色 注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。 ①该实验的自变量是 ，表中X处数值是 ，原因是 。 ②根据实验结果可知，天然叶绿素不能添加至 （从“碱性”“中性”“酸性”中选填）食品中，原因是 。 (3)该同学欲探究叶绿素粗产品中是否含有其他色素，设计了如下表所示实验思路。 实验步骤 操作细节 制备色素溶液 将5mg叶绿素粗产品用5mL① 溶解。 制备滤纸条 将干燥的定性滤纸剪成恰好能置于层析管中的滤纸条，将滤纸条的一端剪去两角，在这一端离边缘1cm处用铅笔画一条细横线。 画滤液细线 用盖玻片边缘蘸取色素溶液，印在滤纸条上细横线处。待溶液干后，重复1到2次。 ② 取适量层析液倒入层析管，将滤纸条剪角的一端朝下插入滤液中，随后用胶塞塞紧层析管管口。注意滤液细线不能③ 。 观察实验结果 在迁移速度最快的色素到达滤纸上沿之前将滤纸条取出，观察色素带的颜色、条数和④ 。 结果分析 若在叶绿素a色素带和叶绿素b色素带的上方出现2条颜色分别为⑤ 的色素带，则说明还有叶黄素和胡萝卜素。 【答案】(1)充分研磨 保护色素 (2)不同的pH 10 处理时间为无关变量，应该保持一致 酸性 酸性环境会破坏叶绿素 (3)无水乙醇 分离色素 触及滤液细线 位置 橙黄色和黄色 【详解】（1）二氧化硅可以让研磨更充分，碳酸钙可以保护色素，防止色素被破坏。 （2）①本实验目的为探究pH对叶绿素稳定性的影响，自变量是不同的pH，因变量是溶液颜色，处理时间是无关变量，应该保持一致，故X表示10。 ②根据实验结果可知，在酸性环境下，叶绿素会被破坏，故不能将天然叶绿素添加到酸性食品中。 （3）色素可以溶解在无水乙醇中，故应该将5mg叶绿素粗产品用5mL无水乙醇溶解。不同的色素在层析液中的溶解度不同，可以用层析液分离色素。②应该为分离色素，注意滤液细线不能触及层析液，否则会导致实验失败。可以通过观察色素带的颜色、数目、宽度和位置来判断色素的种类和含量。胡萝卜素和叶黄素在层析液中的溶解度较高，随层析液移动较快，会出现在滤纸条的上方，胡萝卜素呈橙黄色，叶绿素呈黄色。 地 城 考点02 光合作用的原理和应用 一、单选题 1．(23-24高一上·江苏南通·期末)下列关于探索光合作用原理的部分实验的叙述，错误的是（    ） A．希尔发现，在离体叶绿体悬浮液中加入铁盐，在黑暗中可以释放出O2 B．鲁宾和卡门利用同位素示踪技术，证明了光合作用产物O2来源于H2O C．恩格尔曼的实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧 D．卡尔文等用14C标记CO2，探明了CO2中的碳如何转变为有机物中的碳 【答案】A 【详解】A、希尔发现在离体的叶绿体悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，在光照下可以释放出氧气，该实验被后人称为希尔反应，A错误； B、鲁宾和卡门用同位素示踪法（用18O标记水或二氧化碳）研究了光合作用中氧气全部来自水，B正确； C、恩格尔曼采用水绵、好氧细菌和极细光束进行对照实验，发现光合作用的场所是叶绿体，C正确； D、卡尔文采用同位素标记法（用14C标记的CO2供小球藻进行光合作用），探明了CO2的固定过程中碳元素的转移途径，即CO2中的碳如何转变为糖，D正确。 故选A。 2．(23-24高一·江苏镇江·期末)同位素标记法是生物学研究中一种重要的方法。下列叙述正确的是（　　） A．利用14C6H12O6探究无氧呼吸的过程，放射性最终出现在丙酮酸中 B．利用14CO2探究光合作用的过程，放射性会先后出现在C5和C3中 C．利用18O2探究有氧呼吸的过程，18O可先后出现在H2O和CO2中 D．利用H218O探究光合作用，即可证明产生的O2中的氧元素仅来自水 【答案】C 【详解】A、利用14C6H12O6探究无氧呼吸的过程，放射性最终出现在乳酸中或乙醇和二氧化碳中，A错误； B、利用14CO2探究光合作用的过程，14CO2经固定后生成l4C3，再经过C3的还原生成(l4CH2O)，B错误； C、利用18O2探究有氧呼吸的过程，18O2可参与有氧呼吸第三阶段形成含有18O的水，水再参与有氧呼吸第二阶段，形成含有18O的二氧化碳，C正确； D、利用H218O探究光合作用，可证明产生的O2中的氧元素来自水，但不能证明仅来自水，还要标记CO2做对照，D错误。 故选C。 3．(24-25高一上·江苏南通如皋·期末)下图表示植物光合作用的一个阶段，下列关于该反应阶段的叙述，错误的是（　　） A．该反应场所是叶绿体基质 B．需要多种酶、NADPH、ATP 和CO2等的参与 C．CO2的碳原子转移途径是 CO2→C5→（CH2O） D．将ATP、NADPH 中的化学能转化为（CH2O）中的化学能 【答案】C 【详解】A、图示为暗反应过程，场所是叶绿体基质，A正确； B、图示为暗反应过程，该过程需要光反应提供的NADPH和ATP、多种酶和CO2等的参与，B正确； C、CO2的碳原子转移途径是：首先经过CO2的固定转移到C3化合物中，然后再经过C3的还原，转移到(CH2O)，C错误； D、图示为暗反应过程，该过程将ATP、NADPH 中的化学能转化为(CH2O)中稳定的化学能，D正确。 故选C。 4．(24-25高一上·江苏连云港·期末)下图表示植物光合作用的部分过程，下列相关叙述错误的是（    ） A．该过程表示的是光合作用的光反应阶段，水被分解产生了O2 B．光合色素分布在类囊体膜上，可用于吸收、传递、转化光能 C．ATP合酶的功能只有在消耗ATP的过程中才能实现 D．通过电子传递等过程，实现了光能到电能再到活跃化学能的转变 【答案】C 【详解】A、该过程利用光能将水分解产生了O2，表示的是光合作用的光反应阶段，A正确； B、在类囊体膜上具有光合色素，光合色素可用于吸收、传递、转化光能，B正确； C、ATP合酶的功能是合成ATP，C错误； D、光合色素具有吸收、传递和转化光能的作用，可以将光能转化成活跃的化学能，D正确。 故选C。 5．(24-25高一上·江苏天一中学·期末)许多生物学知识和原理在生产生活中得到广泛应用。下列相关叙述错误的（    ） A．酿酒需要密封，因为酒精是酵母菌无氧呼吸的产物 B．种植小麦时“正其行，通其风”，可防止植株周围CO2浓度过低 C．储存新鲜蔬菜时应降低呼吸强度，故应在低温、无氧和一定湿度条件下储存 D．一些阴生植物如人参需要在弱光条件下种植，因为其光合作用的最适光照强度较低 【答案】C 【详解】A、酿酒涉及的菌种是酵母菌，酵母菌无氧呼吸产生酒精，因此酿酒过程需要密封，A正确； B、种植小麦时“正其行，通其风”，可防止植株周围CO2浓度过低，有利于增加麦田中二氧化碳的浓度，提高光合效率，B正确； C、储存新鲜蔬菜时应降低呼吸强度，故应在低温﹑低氧条件下保存，因为该条件下呼吸速率较低，但在干燥条件下不利于保鲜，C错误； D、一些阴生植物如人参需要在弱光条件下种植，因为其光饱和点较低，即在较低光照强度下就能达到其最大光合效率，D正确。 故选C。 6．(23-24高一上·江苏淮安·期末)下列相关措施中，有利于大棚内农作物增产的是（    ） A．大幅提高种植密度，增加有机物的积累 B．增施有机肥，降低CO2浓度 C．夜间增设日光灯，延长光照时间 D．改用红色薄膜，增强光照 【答案】C 【详解】A、大幅提高种植密度，减少光照，会降低光合作用速率，不利于有机物的积累，A错误； B、增施有机肥，升高CO2浓度，B错误； C、增设日光灯，可以提高光照强度，提高光合速率，延长光照时间，有利于光合作用积累有机物，C正确； D、采用红色薄膜，会减少光照，会降低光合作用，不利于有机物的积累，D错误。 故选C。 7．(24-25高一上·江苏宿迁泗阳县·期末)下图表示适宜温度条件下甲、乙两种植株单位时间内CO2吸收量随光照强度的变化曲线，若实验过程中细胞呼吸方式只考虑有氧呼吸且呼吸强度不变。相关叙述正确的是（　　） A．A点时植株乙只能进行暗反应，不能进行光反应 B．植株甲从B点开始进行光合作用 C．C点时植株甲制造有机物的量等于植株乙 D．若土壤中缺Mg2+，则D点应向左下方移动 【答案】D 【详解】A、A点时无光，植株只进行呼吸作用，不能进行光合作用，A错误； B、植株甲在B点之前就开始进行光合作用，而在B点时植株甲的光合速率等于呼吸速率，B错误； C、C点时植株甲和植株乙的净光合速率相等，但植株甲的呼吸速率大于植株乙的呼吸速率，而植株制造的有机物的量等于呼吸速率和净光合速率之和，因此植株甲的制造的有机物的量（可代表总光合）大于植株乙，C错误； D、若土壤中缺 Mg2+ ，则会导致植物细胞中镁元素缺乏，进而导致叶绿素含量下降，进而影响光反应速率导致光合速率下降，而呼吸速率不变，则D点应向左下方移动，D正确。 故选D。 8．(23-24高一上·江苏淮安·期末)下图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。下列叙述错误的是（    ） A．7—10时，随光照强度逐渐增大，光合作用强度不断增强 B．10-12时，部分气孔关闭，CO2吸收减少，光合作用强度明显减弱 C．14—17时，呼吸作用释放的CO2量大于光合作用固定的CO2量 D．从图中可以看出，限制光合作用的因素有光照强度和温度等 【答案】C 【详解】A、7-10时的光合作用强度不断增强的原因是光照强度逐渐增大，光反应增强，光合作用增强，A正确； B、10-12时左右的光合作用强度明显减弱的原因是光照过强，温度过高，使得叶片气孔关闭，二氧化碳供应减少，导致光合作用强度减弱，B正确； C、14～17时的光合作用强度不断下降的主要原因是光照强度逐渐降低，但此时光合作用仍大于呼吸作用，C错误； D、从图中可以看出，限制光合作用的因素有光照强度（一天中的光照不同，光合速率不同）和温度（如中午的光合午休现象）等，D正确。 故选C。 二、多选题 9．(23-24高一上·江苏盐城建湖高级中学·期末)我国科学家设计了一种人造淀粉合成途径（如图所示），成功将CO2和H2O转化为淀粉。利用该途径有利于缓解粮食短缺问题。下列说法正确的是（    ） A．①过程模拟植物光合作用的光反应，②③④过程模拟植物叶肉细胞的线粒体 B．结合上图，若固定的CO2量相等，人工合成淀粉的量大于植物光合作用有机物的积累量，理由是植物存在呼吸作用，会消耗有机物 C．干旱条件下，很多植物光合速率下降的主要原因是部分气孔关闭，胞间CO2减少 D．从能量转换角度分析，人造淀粉合成过程与植物光合作用过程的本质都是将CO2转化为有机物 【答案】BCD 【详解】A、①为水裂解产生H+、e-、O2，模拟的是光合作用的光反应阶段；②③④过程模拟植物叶肉细胞的暗反应阶段，发生在叶肉细胞的叶绿体基质中，A错误； B、由于植物存在呼吸作用，会将光合产物有机物降解，因此若固定的CO2量相等，人工合成淀粉的量大于植物光合作用有机物的积累量，B正确； C、CO2是暗反应的原料，干旱条件下，温度过高，蒸腾作用过旺，水分供应不足，部分气孔关闭，CO2供应不足，暗反应速率下降，光合速率下降，C正确； D、人造淀粉合成过程与植物光合作用过程的本质都是将CO2转变为有机物的过程，D正确。 故选BCD。 10．(24-25高一上·江苏省常州高级中学·期末)某生物社团利用金鱼藻和数字实验APP进行了光合作用的相关实验，实验装置设计如下图。下列有关叙述正确的是（　　） A．该装置可用于探究CO2浓度和光质对金鱼藻光合作用的影响 B．插入单色滤光片会使金鱼藻叶绿体基质中NADPH含量升高 C．利用氧气传感器测到的O2浓度变化可计算金鱼藻光合速率 D．该装置处于适宜条件下测得的氧气释放速率会随时间逐渐减小至0 【答案】AD 【详解】A、在该装置中可通过改变NaHCO3溶液的浓度探究CO2浓度对金鱼藻光合作用的影响，即该装置可用于探究CO2浓度和光质对金鱼藻光合作用的影响，A正确； B、相同条件下，自然光下比单色光下的光合作用要强，因此插入滤光片，光反应下降，ATP和NADPH含量降低，B错误； C、总光合速率=净光合速率+呼吸作用速率，利用氧气传感器测到的O2浓度变化可计算净光合作用速率，但呼吸作用速率未知，不能直接计算总光合速率，C错误； D、该装置处于适宜条件下，随着光合作用的进行，CO2逐渐被消耗，光合作用速率逐渐降低，当光合作用速率等于呼吸作用速率时，氧气释放速率为0，因此测得的氧气释放速率会随时间逐渐减小至0，D正确。 故选AD。 11．(23-24高一上·江苏盐城东台·期末)下列有关科学史和科学研究方法的说法正确的是（    ） A．卡尔文等用小球藻进行实验，最终探明了CO2→C5→（CH2O） B．恩格尔曼用水绵进行实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧 C．鲁宾和卡门用放射性同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自CO2 D．希尔制取叶绿体悬液并加入草酸铁，光照后发现存在还原性物质将Fe3+还原成Fe2+ 【答案】BD 【详解】A、卡尔文等用小球藻等进行同位素标记实验，最终探明了CO2中的碳到三碳化合物再到有机物的过程，即CO2→C3→（CH2O），A错误； B、恩格尔曼用水绵进行实验，以好氧细菌为指示生物证明了叶绿体能吸收光能（红光和蓝紫光）用于光合作用放出氧气，B正确； C、鲁宾和卡门用同位素标记法证明了光合作用释放的氧气中的氧来自水，但18O是稳定性同位素，不具有放射性，C错误； D、希尔制取叶绿体悬液并加入草酸铁，光照后发现存在还原性物质将Fe3+还原成Fe2+，离体的叶绿体释放了氧气，D正确。 故选BD。 12．(24-25高一上·江苏常州·期末)关于光合作用和呼吸作用的原理在生产中的应用，下列叙述正确的有（　　） A．保持干燥和适当的低温、低氧，有利于水果和蔬菜的保存 B．种植水稻时要定期排水，以促进水稻的根系进行有氧呼吸 C．用蓝紫色薄膜代替红色薄膜，可提升大棚作物的光合速率 D．白天升温的幅度要适宜，否则会减少植物积累有机物的量 【答案】BD 【详解】A、水果和蔬菜保存需要低温、低氧以抑制呼吸作用，但“保持干燥”可能使果蔬失水，影响新鲜度，因此该描述不准确，A错误； B、水稻长期淹水会导致根部无氧呼吸产生酒精毒害细胞，定期排水能增加氧气，促进根细胞有氧呼吸，B正确； C、植物光合作用主要依赖叶绿素（吸收红光和蓝紫光）和类胡萝卜素（吸收蓝紫光）。红色薄膜可透过红光，蓝紫色薄膜仅透过蓝紫光。红光对光合的贡献通常更大，替换后通过的有效光能减少，光合速率下降而非提升，C错误； D、若白天升温幅度过大，呼吸作用速率可能因酶活性增强而增加更快，导致净光合速率（积累量）下降，D正确。 故选BD。 13．(23-24高一上·江苏兴化中学·期末)生物实验材料和方法的选用直接影响实验的效果。下列相关叙述错误的是（    ） A．鲁宾和卡门研究光合作用中O2来源采用了同位素示踪法 B．适合于检测脂肪的最理想材料是花生种子，苏丹Ⅲ染液溶于酒精 C．富含还原糖的柑橘是检测还原糖最理想的材料，反应生成砖红色沉淀 D．大米是最适合用于检测蛋白质的实验材料，实验前可留出一部分样液 【答案】CD 【详解】A、鲁宾和卡门研究光合作用中用18O标记，研究O2来源采用了同位素示踪法，A正确； B、适合于检测脂肪的最理想材料是花生种子，因为花生种子体积较大，且富含脂肪，颜色也较浅；在制作装片时为了洗去浮色需要用50%的酒精处理，因为苏丹Ⅲ染液溶于酒精，B正确； C、柑橘本身的橘色会影响实验现象的观察，因此不是观察还原糖的理想材料，C错误； D、大米富含淀粉，可用于检测淀粉的存在，而黄豆中富含蛋白质，且颜色近乎为白色，因而是检测蛋白质的理想实验材料，D错误。 故选CD。 三、非选择题 14．(24-25高一上·江苏苏州·调研)科研人员探究了竹柳在不同盐浓度胁迫下的光合生理指标，为竹柳在盐碱地区的开发利用提供基础依据。 (1)光合作用中光反应阶段将光能转变成ATP和 中活跃的化学能；暗反应阶段发生在叶绿体的 （填场所），将CO2依次通过 、 等反应过程生成糖类等有机物。 (2)图1~图3分别表示不同程度盐胁迫对竹柳叶片净光合速率、气孔导度（指植物叶片上气孔的开启程度，它决定了气体和水分的进出速度）、胞间CO2浓度等的影响。当竹柳达到最大净光合速率时，叶肉细胞中的CO2除了从外界吸收，还可以来自 。据图分析可知，午后竹柳均出现了“光合午休”现象，轻度胁迫能减轻该现象的原因可能是 ；要缓解中度和重度胁迫下的该现象， （填“能”或“不能”）采用补充CO2的措施，原因是 。 (3)SOS信号转导途径是盐胁迫下细胞维持Na+/K+平衡的重要调节机制，如图4 盐胁迫出现后，磷脂分子PA与蛋白激酶SOS2结合，激活钠-氢转运蛋白SOS1，促使钙结合蛋白SCaBP8 ，使细胞中K+浓度 （填“增大”或“减小”），判断理由是 。 【答案】(1)NADPH 基质 CO2的固定 C3的还原 (2)呼吸作用 轻度胁迫刺激了竹柳吸水，减少了气孔关闭情况 不能 中度和重度胁迫下气孔导度低，胞间CO2浓度高，补充CO2不能提高光合速率 (3)磷酸化 增大 磷酸化的SCaBP8减轻了对AKT1的抑制，使得细胞内的K+增多 【详解】（1）光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程，光能转变为ATP和NADPH中活跃的化学能；暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP使气体二氧化碳还原为糖，发生在叶绿体的基质；暗反应将CO2固定成C3，再将C3还原成糖类等有机物。 （2）当竹柳达到最大净光合速率时，光合大于呼吸，叶肉细胞中的CO2除了从外界吸收，还可以来自呼吸作用；“光合午休”主要是由于光照过强，蒸腾作用过于旺盛，水分来不及供应，植物关闭部分气孔而导致CO2吸收减少引起光合速率下降的现象，轻度胁迫可能刺激竹柳吸水，气孔关闭减少，减轻“光合午休”现象；结合图示可知，中度和重度胁迫下气孔导度低，胞间CO2浓度较高，补充CO2不能提高光合速率。 （3）盐胁迫出现后，磷脂分子PA与蛋白激酶SOS2结合，激活钠-氢转运蛋白SOS1，促使钙结合蛋白SCaBP8磷酸化，SCaBP8抑制AKT1，因此磷酸化的SCaBP8减轻了对AKT1的抑制作用，使得细胞内K+浓度增大。 15．(24-25高一上·江苏常州高级中学·期末)黑藻是一种常见的沉水植物，下图表示低浓度CO2条件下黑藻细胞部分代谢过程。图中Rubisco是光合作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化则产生乙醇酸C2。请回答下列问题： (1)该细胞中固定CO2的场所有 ，过程②还需要 的参与。 (2)图中黑藻细胞通过 的方式将H+运出细胞，减少细胞质基质中H+数目，有利于 的形成。 (3)低浓度CO2条件下黑藻细胞C4循环加快，其意义是 。 (4)为修复城市污染水体，科研人员研究了黑藻、苦草、小眼子菜三种沉水植物的光合特性与分布水深的关系，实验结果见下表。 分布的水深（m） 光补偿点μE/（m2·s） 光饱和点μE/（m2·s） 黑藻 0.6-5 17.3 97.1 苦草 0.5-6 6.3 55.6 小眼子菜 1-3 50.3 214.7 ①测定光饱和点、光补偿点时，应控制 等外界因素相同且适宜，逐渐增加 并测量对应的净光合速率，绘制叶片的光合-光响应曲线。 ②三种沉水植物能够生长的最大深度与光饱和点和光补偿点呈 相关。小眼子菜一般分布在水体的上层，从光补偿点和光饱和点的角度分析原因分别是 。 ③建议选择 作为先锋物种来修复城市污染水体。 【答案】(1)细胞质基质、叶绿体基质 ATP、NADPH (2)主动运输 苹果酸 (3)提高细胞叶绿体内CO2浓度，有利于细胞进行光合作用 (4)温度、CO2浓度 光照强度 负 小眼子菜的光补偿点较高，需要在较高的光照强度下才能正常生长，同时光饱和点也较高，能利用较强的光照强度 苦草 【详解】（1）据图可知， CO2在该细胞的细胞质基质中可固定形成苹果酸，而在 叶绿体基质中可被C5固定形成C3，过程②是C3的还原，还需要 ATP和NADPH的参与，最终还原生成糖类等有机物。 （2）图中黑藻细胞借助载体蛋白并消耗ATP将H⁺运出细胞，这是通过主动运输的方式将H⁺运出细胞，主要目的是减少细胞质基质中的H⁺数目，有利于苹果酸的形成，提高叶绿体内CO2浓度。 （3）低浓度CO2条件下，细胞从外界吸收的CO2减少，此时黑藻细胞C₄循环加快，其意义是提高细胞叶绿体内CO2浓度，有得于细胞进行光合作用。 （4）①测定光饱和点、光补偿点时，应控制温度、CO2浓度等外界因素相同且适宜，逐渐增加光照强度并测量对应的净光合速率，绘制叶片的光合-光响应曲线。 ②分析表中数据可知，三种沉水植物能够生长的最大深度与光饱和点和光补偿点呈负相关。小眼子菜一般分布在水体的上层，从光补偿点和光饱和点的角度分析原因分别是小眼子菜的光饱和点和光补偿点均相对较高，需要在较高的光照强度下才能正常生长，所以一般分布在水体的上层。 ③三种沉水植物中，苦草的光饱和点和光补偿点均相对较低，可在较低的光照强度下正常生长，在水体中的分布深度范围较广，建议选择苦草作为先锋物种来修复城市污染水体。 16．(24-25高一上·江苏南京师范大学附属中学·期末)塑料经物理、化学和生物降解作用会进一步分解成更小的碎片，即微塑料（MPs）或纳米塑料（NPs）。研究发现MPs/NPs进入细胞后会对细胞产生一系列的危害作用。如MPs/NPs可在线粒体内积聚，破坏线粒体的电子传递链，造成线粒体膜损伤（如图1）。 (1)由图可知，MPs/NPs 通过 进入细胞，随后被细胞器[A] 吸收处理，细胞器A 在细胞中的作用是 。 (2)MPs/NPs会破坏线粒体的电子传递链（如图2），这主要影响有氧呼吸第 阶段，并最终影响ATP的生成。H+从线粒体基质进入膜间隙的方式是 ，ATP合成酶是一种跨膜蛋白，该酶具有 的功能。（答2点） (3)光照过强时还原能的积累会导致自由基的产生，损伤膜结构。光呼吸（图3中虚线所示）可促进草酰乙酸-苹果酸的穿梭，输出叶绿体和线粒体中过剩的还原能实现对叶绿体的光保护。图3中过程①进行的场所是 ，叶绿体和线粒体中电子传递链分别位于 、 。 (4)图3中叶绿体所示过程需要NADPH参与的有 ，在光呼吸过程中，线粒体中的电子传递链的作用是 。 (5)线粒体电子传递链有细胞色素途径（CP）和交替氧化途径（AP）。CP途径有ATP的合成；AP途径无ATP的合成，能量以热能的形式散失。为了研究不同环境条件对两条途径的影响，科研人员利用正常植株和 aoxla 突变体（AP功能缺陷）进行实验，结果如图4。 ①正常情况下，黑暗时电子传递链以 途径为主。 ②光照过强时，光保护主要依赖于 途径，从物质和能量变化的角度分析其原因是 。 ③温度与光保护机制的关系是 。 【答案】(1)胞吞 溶酶体 分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌 (2)三 主动运输 运输H+（物质）、催化（ATP的合成）、能量转化 (3)叶绿体基质 叶绿体的类囊体薄膜 线粒体内膜 (4)C3的还原（卡尔文循环）和草酰乙酸转变为苹果酸 线粒体的电子传递链生成NAD+，从而促进甘氨酸转化为丝氨酸 (5)CP AP AP途径能量以热能的形式散失，而CP途径受细胞内ADP和Pi等的限制 温度较高时光保护机制加强，低温时光保护机制丧失（或下降） 【详解】（1）从图 1 可知，MPs/NPs通过胞吞作用进入细胞后被溶酶体吸收处理，溶酶体内部含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。 （2）有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜上，该过程会释放出大量能量，MPs/NPs破坏线粒体内膜上的电子传递链，所以会影响有氧呼吸第三阶段，减少直接能源物质 ATP的生成。NADH释放出的高能电子在传递过程中逐级释放能量，推动H+跨过线粒体内膜到达线粒体膜间隙，H+沿着线粒体内膜上ATP合成酶顺浓度梯度进入线粒体基质，推动ATP的合成，所以H+从线粒体基质进入膜间隙的方式是主动运输，ATP合成酶具有运输H+（物质）、催化（ATP的合成）、能量转化的功能。 （3）光呼吸（图3中虚线所示）可促进草酰乙酸-苹果酸的穿梭，输出叶绿体和线粒体中过剩的还原能实现对叶绿体的光保护，图中过程①是光合作用的暗反应阶段，进行的场所是叶绿体基质，叶绿体中电子传递链位于类囊体薄膜上，线粒体中电子传递链位于线粒体内膜上。 （4）由图可知，叶绿体中C3的还原（卡尔文循环）、草酰乙酸转变为苹果酸需要NADPH的参与。在光呼吸过程中，线粒体中的电子传递链的作用是线粒体的电子传递链生成NAD+，从而促进过程③甘氨酸转化为丝氨酸。 （5）①正常情况下，细胞色素途径（CP）有ATP的合成，能满足细胞对能量的需求，所以黑暗时电子传递路以CP途径为主。 ②光照过强时，光保护主要依赖于AP途径，而不是CP途径，原因是AP途径无ATP的合成，能量以热能的形式散失，这样可以避免过剩的还原能导致自由基的产生，损伤膜结构，而CP途径受细胞内ADP和Pi等的限制。 ③温度与光保护机制的关系是温度较高时光保护机制加强，低温时光保护机制丧失（或下降），这是因为高温可以加速生物体内的化学反应速率，从而使光保护机制更加迅速地消耗过剩的还原能，保护细胞免受损伤。 地 城 考点03 光合速率和呼吸速率的综合分析 一、单选题 1．(23-24高一上·江苏盐城东台·期末)将某种植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响，实验以该植物叶绿体光合作用吸收的CO2总量与线粒体呼吸作用CO2的释放量为指标，实验结果如下表所示。下列对该植物数据表格分析正确的是（    ） 温度（℃） 20 25 30 35 40 45 光照下叶绿体CO2吸收总量（mg/h） 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 黑暗中CO2释放量（mg/h） 0.60 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 A．昼夜不停地光照，温度为40℃时，最有利于有机物的积累 B．昼夜不停地光照，温度为45℃时，最有利于有机物的积累 C．每天交替进行12h光照12h黑暗，温度均保持在35℃条件下，能正常生长 D．每天交替进行12h光照12h黑暗，温度均保持在40℃条件下，能正常生长 【答案】C 【详解】AB、由表可知，不同温度条件下植物的积累量分别为：0.4、0.5、1.5、1.75、1.5、0.5，因此昼夜不停地光照，温度为35℃时最有利于有机物的积累，A、B错误； C、温度均保持在35℃条件下，12小时光照能积累的量可用1.75 mg/h ×12h=21mg表示，12小时黑暗消耗的量可用1.50 mg/h ×12h=18mg表示，该植物存在有机物的积累，能正常生长，C正确； D、温度均保持在40℃条件下，12小时光照能积累的量可用0.5 mg/h ×12h=6mg表示，12小时黑暗消耗的量可用2.25mg/h ×12h=27mg表示，该植物不存在有机物的积累，所以不能正常生长，D错误。 故选C。 2．(23-24高一上·江苏南京·期末)天竺葵是一种常见的观赏植物。生物学兴趣小组在5月的白天中，对天竺葵植株不同部位的成熟叶片（不做遮光处理）进行检测，一般不能直接测得的是（　　） A．氧气释放量 B．呼吸速率 C．二氧化碳吸收量 D．净光合速率 【答案】B 【详解】A、5月的白天中，天竺葵植株不同部位的成熟叶片光合速率大于呼吸速率，产生的氧气部分用于呼吸作用消耗，部分释放到外界环境中，可以直接测得，A正确； B、光照条件下，由于呼吸作用产生的CO2可被叶绿体利用，所以不能直接测出呼吸速率的大小，测定植物的呼吸速率需要置于黑暗环境中，B错误； CD、单位时间内从外界环境中吸收的CO2量或单位时间释放到外界环境中的氧气量均可表示净光合速率，光照条件下可通过二氧化碳吸收量等测得净光合速率的大小，CD正确。 故选B。 3．(23-24高一上·江苏盐城一中等三校·期末)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。下列说法错误的是（    ） A．该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是模块1 B．模块3为模块2提供的物质有ADP、Pi和NADP+等 C．在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量更高 D．人工光合作用系统在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景 【答案】A 【详解】A、叶绿体通过光合作用光反应将光能转化成ATP、NADPH中活跃的化学能，据图可知，模块1将光能转化为电能，模块2将电能转化为活跃的化学能，两个模块加起来相当于叶绿体中光反应的功能，A错误； B、模块2中实现电能与ATP、NADPH中活跃化学能的转换，合成ATP、NADPH消耗ADP、Pi和NADP+等物质。因此，模块3为模块2提供的物质有ADP、Pi和NADP+等，B正确； C、由于该人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类，故在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量高于植物，C正确； D、人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景，D正确。 故选A。 4．(24-25高一上·江苏南京师范大学附属中学·期末)如图甲为非绿色器官在不同氧气浓度下，单位时间内 O2的吸收量和CO2的释放量的变化， 其中 AB = BC。图乙为CO2浓度一定、环境温度为 25℃、不同光照强度下测得的小麦叶 片的光合作用强度。下列说法错误的是（    ） A．图甲曲线上 P 点的生物学含义是无氧呼吸消失点 B．图甲中 C 点时，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的 1/3 C．图乙中 B 点时叶肉细胞中产生 ATP 的场所是线粒体和叶绿体 D．当植物缺镁时（其他外界条件不变），图乙中的 B 点将右移 【答案】C 【详解】A、P点以后氧气的吸收量和二氧化碳的释放量相等，说明此后只进行有氧呼吸，即 P 点的生物学含义是无氧呼吸消失点，A正确； B、BC为有氧呼吸过程氧气的吸收量，即有氧呼吸过程二氧化碳的释放量，AB表示无氧呼吸产生的二氧化碳的量，AB=BC说明无氧呼吸产生的二氧化碳与有氧呼吸产生的二氧化碳量相等，由于消耗等摩尔葡萄糖有氧呼吸产生的二氧化碳与无氧呼吸产生的二氧化碳之比是3∶1，那么产生等量的二氧化碳，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的1/3，B正确； C、图乙的B点光合作用等于呼吸作用，此时叶肉细胞中产生ATP的场所有线粒体、叶绿体和细胞质基质，C错误； D、镁元素是叶绿素的重要组成元素，缺镁元素时光合作用的色素合成不足，光补偿点会增大，图乙中的光补偿点B点将右移，D正确。 故选C。 二、多选题 5．(24-25高一上·江苏常州高级中学·期末)下图表示某植株在不同光照强度下，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的相对变化。对植物生理过程分析错误的是（    ） A．光照强度为a时，该植株体内有机物总量将增加 B．光照强度为b时，该植株的细胞呼吸强度是光合作用强度的两倍 C．光照强度为c时，叶肉细胞的光合作用强度与细胞呼吸强度相等 D．光照强度为d时，叶肉细胞产生ATP的细胞器是线粒体、叶绿体 【答案】AC 【详解】A、光照强度为a时，只有CO2的释放，并且氧气的产生总量为0，说明此时只进行呼吸作用，不进行光合作用，所以该植株内有机物总量将减少，A错误； B、光强度为b时，CO2的释放量等于光合作用产生O2的总量，实际光合作用速率是3，呼吸作用速率=CO2的释放量+实际光合作用速率=3+3=6，说明细胞呼吸速率是光合速率的2倍，B正确； C、光强度为c时，CO2的释放量为0，且O2的产生总量等于a时的CO2的释放量，说明此时植株的光合速率等于细胞呼吸速率，由于植株中存在不能进行光合作用的细胞，故叶肉细胞的光合速率应大于细胞呼吸速率，C错误； D、光强度d时，叶肉细胞既可以进行光合作用，又可以进行细胞呼吸，故叶肉细胞产生ATP的细胞器是线粒体和叶绿体，细胞质基质不是细胞器，D正确。 故选AC。 6．(24-25高一上·江苏南京师范大学附属中学·期末)龙血树被誉为“活血圣药”有消肿止痛、收敛止血的功效，图甲、乙分别为龙血树在不同条件下相关指标的变化曲线[单位：mmol/（cm²·h）]。下列叙述错误的是（    ） A．据图甲分析，与温度40℃相比，温度为30℃时叶绿体消耗CO2的速率快 B．据图甲分析，40℃条件下，若黑夜和白天时间相等，龙血树能正常生长 C．据图乙分析，提高CO2的浓度可能会导致D点左移 D．图乙中影响C、D、E三点光合速率的主要环境因素是光照强度 【答案】AB 【详解】A、叶绿体消耗的 CO2速率是指总光合作用速率，根据总光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率，可知 30℃时叶绿体消耗 CO2的速率=8+2=10mmol/（cm2·h）；40℃时，叶绿体消耗CO2的速率= 5+5=10mmol/（ cm2· h），即两种温度下叶绿体消耗CO2的速率相同，A错误； B、40℃条件下，龙血树净光合速率和呼吸速率相等均为5mmol/（cm2·h），若白天和黑夜时间相等，则黑夜期间（12小时）呼吸作用消耗5×12＝60mmol/（cm2·h），白天（12小时）有机物积累量为5×12＝60mmol/（cm2·h），一昼夜之后，植物有机物积累量为0，植物不能正常生长，B错误； C、提高CO2的浓度，可能使龙血树的光合作用速率增加，则光补偿点会降低 ，即D点左移，C正确； D、乙中影响 C、D 、E 三点均处于光饱和点之前，其光合速率的主要环境因素都是光照强度，D正确。 故选AB。 三、非选择题 7．(23-24高一上·江苏盐城一中等三校·期末)选取某植物幼苗进行无土栽培实验，下图为该幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化曲线图。请据图回答： (1)温度为5℃时，该植物幼苗细胞产生ATP的场所有 ，研究者用含14C的14CO2追踪光合作用中碳的转移过程，其转移途径是 （用符号和→表示）。 (2)假设上述实验在缺Mg2+的条件下进行，在其他条件相同的情况下，图中的A点会向 移动。 (3)据图分析，图中 点光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍。 (4)据图分析，呼吸酶对温度的敏感度比光合酶对温度的敏感度 （选填“高”或“低”），温室栽培该植物，为获得最大经济效益，应控制的最低温度为 ℃。 (5)为了探究不同条件对植物光合速率和呼吸速率的影响，用8株各有20片叶片、大小长势相似的某盆栽植株，分别放在密闭的玻璃容器中，在不同条件下利用传感器定时测定密闭容器中二氧化碳的含量。实验结果统计如下表： 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 温度（℃） 10 10 20 20 30 30 40 40 光照强度（Lx） 1000 0 1000 0 1000 0 1000 0 12小时后CO2量（g） -0.5 +0.1 -1.5 +0.4 -3.0 +1.0 -3.1 +0.8 （注：“+”表示环境中二氧化碳增加；“-”表示环境中二氧化碳减少） ①用编号为 的装置可构成一个相对独立的实验组合，该实验组合的目的是探究温度对植物呼吸作用速率的影响。欲探究其细胞呼吸的最适温度，实验设计思路是在 ℃之间缩小温度梯度做平行实验。 ②由表可知，植物光合最强的是第 编号组实验 ③现有一株某植物的叶绿素缺失突变体（不能合成叶绿素），将其叶片进行了红光照射光吸收测定，与正常叶片相比，实验结果是光吸收差异 （选填“不显著”或“显著”）。 【答案】(1)细胞质基质、线粒体、叶绿体 (2)右 (3)B、D (4)高 20 (5)2、4、6、8 20-40 5 显著 【详解】（1）A点（5℃）从空气中吸收的二氧化碳为0，光合作用小于或等于呼吸作用，光合作用产生的氧气完全被呼吸作用吸收，该植物幼苗细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体；光合作用暗反应过程：二氧化碳与C5生成C3，C3在光反应产物NADPH和ATP提供能量的前提下，还原成有机物、C5，所以用含14C的14CO2追踪光合作用中碳的转移过程，其转移途径是：。 （2）假设上述实验在缺 Mg 的条件下进行，则叶绿素的合成不足，导致光合速率降低，但是不影响呼吸速率，因此A点将右移。 （3）A点（5℃）从空气中吸收的二氧化碳为0，光合作用小于或等于呼吸作用，光合作用产生的氧气完全被呼吸作用吸收，随着温度的升高，光合作用和呼吸作用都逐渐增强，大于5℃后净光合作用大于0，即光合作用大于呼吸作用。图中B点和D点两条曲线相交，说明净光合速率=呼吸速率，而净光合速率=光合速率-呼吸速率，因此这两点的光合速率是呼吸速率的两倍。 （4）分析图可知：光合酶活性在20℃后不再随着温度变化而变化，而呼吸酶在此范围内随着温度的升高，酶活性增强，所以呼吸酶对温度的敏感度比光合酶对温度的敏感度高。 净光合速率最大时最有利于植物生长，因此温室栽培该植物，为获得最大经济效益，应控制的最低温度为20℃。 （5）①根据题意分析，若实验组合的目的是探究温度对植物呼吸作用速率的影响，则实验的自变量是温度，因变量是呼吸速率，而呼吸速率的测定应该排除光合作用的影响，因此该实验应该在无光照的条件下进行，则可以用表格中编号为2、4、6、8的装置可构成一个相对独立的实验组合。 表格数据显示，实验温度范围内，6组12小时后CO2量最多，说明该温度（30℃）条件下呼吸速率最高，因此欲探究其细胞呼吸的最适温度，实验设计思路是在20-40℃之间缩小温度梯度做平行实验。 ②同一温度条件下的两组实验分别代表了该温度条件下的净光合速率和呼吸速率，两者绝对值的和代表了光合速率，由表数据可知，第5组实验的光合速率最大。 ③叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，因此将某植物的叶绿素突变体的叶片进行红光照射光吸收测定，与正常叶片相比，实验结果是光吸收差异显著。 8．(24-25高一上·江苏宿迁泗阳县·期末)下图为某绿色植物叶肉细胞部分结构和生理过程示意图，结构甲为细胞的边界，结构乙、丙为双层膜的细胞器，①~⑥为相关的生理过程。请据图回答： (1)结构甲是 ，它功能复杂程度与其成分中 的种类和数量密切相关。过程①的发生需要满足两个条件，一是相当于半透膜的结构，二是存在 。 (2)光反应发生的场所是 ，其中水的光解为过程③提供的物质是 ，该物质在过程③中的作用是 。图中能产生ATP的有 （填序号）。过程⑤氧化分解释放的能量去向是 。 (3)过程②吸收的无机盐大多以 的形式存在。若要研究该植物叶片的细胞呼吸与环境中O2浓度之间的关系，则应在 条件下测定CO2释放量或O2吸收量。 (4)某兴趣小组选择番茄A、B两品种探究植物生长过程中光照强度对光合作用的影响，部分实验内容与结果如下表： 品种 光照处理 叶绿素a含（mg/cm2） 叶绿素b含量（mg/cm2） CO2吸收速（μmol/m2·s） A 正常光照 1.81 0.42 4.59 A 弱光照 0.99 0.25 2.6 B 正常光照 1.39 0.27 3.97 B 弱光照 3.8 3.04 2.97 该实验的自变量是 。据表分析， A、B两个品种中，更耐阴的是 。 【答案】(1)细胞质膜 蛋白质 浓度差 (2)类囊体 NADPH 提供能量和作还原剂 ④⑤ 以热能形式散失和合成ATP (3)离子 黑暗（无光） (4)番茄品种与光照强度 B 【详解】（1）由图可知，乙是光合作用的场所为叶绿体，丙为线粒体，甲为细胞膜。细胞膜上蛋白质的种类和数量越多，细胞膜的功能越复杂。细胞通过渗透作用吸水，其中细胞膜相当于半透膜，还需要满足膜两侧具有浓度差。 （2）光反应发生的场所是叶绿体类囊体薄膜，③为C3的还原，需要水的光解提供NADPH，NADPH可以为C3的还原提供能量和作还原剂。有氧呼吸三个阶段都可以产生ATP，无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。因此图中能产生ATP的有④有氧呼吸第一阶段，⑤有氧呼吸二三阶段。过程⑤氧化分解释放的能量大部分以热能形式散失，少部分合成ATP。 （3）无机盐主要以离子形式存在，若要研究该植物叶片的细胞呼吸与环境中O2浓度之间的关系，应排除光合作用对实验结果的影响，即需要在黑暗（无光）条件下测定CO2释放量或O2吸收量。 （4）根据表格分析，实验的处理包括A和B不同品种，以及正常光照和弱光照，故此实验的自变量有植物品种和光照强度。弱光照时品种 A 的叶绿素 a 、叶绿素b和类胡萝卜素总量均低于正常光照，吸收光的能力减弱，而品种B却与之相反；并且在弱光照条件，品种A光合作用速率下降的幅度大于品种B，说明经弱光照处理，该植物可通过改变光合色素的含量及其比例来适应弱光环境，品种B的耐荫性较高，品种A更不耐荫。 9．(23-24高一·江苏盐城阜宁县·期末)下图1为某植物叶肉细胞在光下的相关物质变化示意图，其中a—d代表不同的细胞结构，①~⑤代表不同的物质。请回答下列问题。 (1)在类囊体膜上，物质①分解为 。在红光照射下，参与物质①变化的主要色素是 。 (2)物质④是 ，从物质②到物质④发生的生理过程依次是 、 。 (3)当叶肉细胞释放物质③的量大于0时，该细胞进行光合作用所需CO2的来源有 。 (4)物质⑤的结构简式为 ，叶肉细胞中进行的下列过程不需要物质⑤直接参与的有 。 A．结构a中H2O的运输   B．结构b中C3的还原 C．结构c中丙酮酸的分解 D．结构d中ATP的合成 (5)若将该植物在适宜条件下置于透明且密闭的容器中培养一段时间，分别在光照和黑暗条件下测得其吸收和产生CO2的速率，如下图2所示。 在A时刻，该植物的真光合速率为 mg·h－1（用CO2的相对值表示），在B时刻，该植物叶肉细胞的真光合速率 （填“大于”“小于”或“等于”）呼吸速率的2倍。 【答案】(1)氧气和H+ 叶绿素 (2)丙酮酸 光合作用的暗反应 有氧呼吸的第一阶段 (3)线粒体和从细胞外吸收 (4)A-P～P～P ACD (5)12 大于 【详解】（1）①表示水，光反应阶段是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能将水分解为氧和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，在红光照射下，参与水的光解的主要色素是叶绿素。 （2）葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸，④为丙酮酸，②表示二氧化碳，二氧化碳在光合作用的暗反应的过程中生成葡萄糖，葡萄糖在有氧呼吸的第一阶段被分解为丙酮酸。 （3）③表示氧气，当叶肉细胞释放氧气的量大于0时，此时光合速率＞呼吸速率，该细胞进行光合作用所需CO2的来源有线粒体和从细胞外吸收 。 （4）⑤表示ATP，ATP的结构式是：A-P～P～P。 A、结构a（液泡）中H2O的运输为自由扩散和协助扩散，不需要消耗ATP，A符合题意； B、结构b（叶绿体）中C3的还原需要光反应提供的ATP，B不符合题意； C、结构c（线粒体）中丙酮酸的氧化分解不消耗ATP，要产生ATP，C符合题意； D、结构d（细胞质基质）中ATP的合成需要其他能量，如电势能，并不需要ATP提供能量，D符合题意。 故选ACD。 （5）A时刻，该植物的净光合速率为10mg•h-1，呼吸速率为2mg•h-1，因此此时的光合速率为10+2=12mg•h-1， B时刻，该植物的净光合速率等于呼吸速率，而总光合速率=净光合速率+呼吸速率，因此此时该植物的光合速率是呼吸速率的2倍，但该植物中还存在不能进行光合作用的细胞，因此此时该植物叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率的2倍。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06光合作用的原理和应用 3大高频考点概览 考点01 捕获光能的色素与结构 考点02 光合作用的原理和应用 考点03 光合速率和呼吸速率的综合分析 地 城 考点01 捕获光能的色素与结构 一、单选题 1．(24-25高一上·江苏天一中学·期末)图甲是叶绿体结构示意图，图乙是叶绿体中色素的分离结果（①、②代表叶绿体结构，A~D代表4种色素），下列相关叙述错误的是（    ） A．图乙中的色素位于图甲的结构①上 B．图乙的A、B所示色素主要吸收蓝紫光 C．分离色素的原理是不同色素在无水乙醇中的溶解度不同 D．镁元素缺乏会影响C、D两种色素的含量 2．(23-24高一·江苏南京南京师大附中·期末)下列关于元素和化合物叙述正确的是（    ） A．纤维素是植物和蓝细菌细胞壁的主要成分 B．高等植物细胞的结合水主要存在于液泡中 C．Mg2+存在于叶绿素和类胡萝卜素中 D．核糖体、染色体含有的大量元素种类基本一致 3．(24-25高一上·江苏连云港·期末)下列关于“绿叶中光合色素的提取与分离”实验的叙述正确的是（    ） A．本实验的原理是光合色素溶于有机溶剂无水乙醇 B．研磨叶片后再加入CaCO3，防止叶绿素被破坏 C．利用纸层析法分离色素时，滤液细线不能触及层析液 D．四种色素都能溶解在层析液里，条带最宽的溶解度最大 4．(24-25高一上·江苏常州高级中学·期末)黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学实验材料。下列说法正确的是（    ） A．黑藻叶片不能用于观察细胞的质壁分离及复原 B．在高倍光学显微镜下，可以观察到黑藻的细胞膜结构 C．可用无水乙醇分离黑藻叶片中的色素 D．黑藻叶片不适宜用于观察有丝分裂实验 5．(24-25高一上·江苏无锡·调研)某生物兴趣小组为了探究光合色素的种类及其功能，对绿叶中的色素进行了提取和分离，所得结果如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．二氧化硅有助于研磨得充分 B．色素丁在层析液中的溶解度最高 C．丙和丁主要吸收红光 D．秋天温度降低，甲乙含量会减少 6．(23-24高一上·江苏南通·期末)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验叙述合理的是（    ） A．提取、分离色素时分别用层析液、无水乙醇为溶剂 B．加入少许CaCO3是为了防止研磨中叶绿素被氧化破坏 C．若连续多次重复画滤液细线可积累更多的色素，但易出现色素带重叠 D．该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量 二、多选题 7．(23-24高一·江苏镇江·期末)植物学家茨维特将植物色素提取液装入含有碳酸钙粉末的层析柱中，并用层析液自上而下淋洗，出现如图所示的实验结果。下列叙述错误的有（　　） A．层析柱中CaCO3可固定并保护色素 B．条带1中的色素主要吸收蓝紫光 C．条带2和3中色素的颜色是黄色和蓝绿色 D．条带4中的色素在层析液中溶解度最大 8．(24-25高一上·江苏宿迁泗阳县·期末)关于绿叶中色素的提取和分离实验的叙述，正确的是（　　） A．研磨时加入碳酸钙可防止叶绿素分子被破坏 B．利用纸层析法分离色素，滤液细线不能触及层析液 C．为使色素带更明显，点样时可加大滤液细线宽度 D．层析分离得到四条色素带，其中呈蓝绿色的是叶绿素b 三、非选择题 9．(23-24高一·江苏徐州·期末)黑藻是多年生沉水草本植物，叶片小而薄，叶绿体大，是生物实验的良好材料。请回答下列问题： (1)用黑藻叶片作为观察细胞质流动的材料，不需切片的原因是 ；不需要染色的原因是可用 （填细胞器名称）的运动作为标志。如果该标志在视野中沿液泡顺时针方向流动，则细胞质实际流动方向是 。 (2)下图表示用黑藻进行“观察植物细胞质壁分离现象”的实验步骤和观察结果。 ①实验中需通过步骤a观察细胞的原始状态，目的是 ；步骤b重复多次操作的目的是 ，从而发生质壁分离。 ②d图表示实验结果，其中4处是 溶液，2处颜色为 。 (3)某同学用黑藻叶片做“提取和分离光合色素的实验”时，在圆形滤纸上得到如下图所示的4个近似同心的色素环1、2、3、4。 ①色素提取时使用的试剂为 ，研磨时加入二氧化硅的目的是 。 ②分离色素时，在圆形滤纸中心处滴一滴色素提取液，待滤液干后，重复此操作的目的是 。 ③若研磨时忘记加入碳酸钙，则上图中颜色变浅的色素环有 （填图中标号）。 10．(24-25高一上·江苏常州·期末)中国的饮食讲究“色、香、味”，颜色会影响消费者对食品的综合评价。某同学拟研究“绿色”食用色素，并以水葫芦为材料进行系列实验： (1)制备叶绿素粗产品：按照“绿色叶片→提取液→过滤液→浓缩液→叶绿素粗产品”的流程进行操作。对绿色叶片进行研磨时，需加入二氧化硅和碳酸钙，这两种试剂的作用分别是 、 。 (2)探究pH对叶绿素稳定性的影响：取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温（约25℃）下进行如下实验。 组号 叶绿素溶液/mL 调pH至 处理时间/min 溶液颜色 ① 3.0 8.0 10 绿色 ② 3.0 7.0 X 绿色 ③ 3.0 6.0 10 黄绿色 ④ 3.0 5.0 10 黄褐色 注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。 ①该实验的自变量是 ，表中X处数值是 ，原因是 。 ②根据实验结果可知，天然叶绿素不能添加至 （从“碱性”“中性”“酸性”中选填）食品中，原因是 。 (3)该同学欲探究叶绿素粗产品中是否含有其他色素，设计了如下表所示实验思路。 实验步骤 操作细节 制备色素溶液 将5mg叶绿素粗产品用5mL① 溶解。 制备滤纸条 将干燥的定性滤纸剪成恰好能置于层析管中的滤纸条，将滤纸条的一端剪去两角，在这一端离边缘1cm处用铅笔画一条细横线。 画滤液细线 用盖玻片边缘蘸取色素溶液，印在滤纸条上细横线处。待溶液干后，重复1到2次。 ② 取适量层析液倒入层析管，将滤纸条剪角的一端朝下插入滤液中，随后用胶塞塞紧层析管管口。注意滤液细线不能③ 。 观察实验结果 在迁移速度最快的色素到达滤纸上沿之前将滤纸条取出，观察色素带的颜色、条数和④ 。 结果分析 若在叶绿素a色素带和叶绿素b色素带的上方出现2条颜色分别为⑤ 的色素带，则说明还有叶黄素和胡萝卜素。 地 城 考点02 光合作用的原理和应用 一、单选题 1．(23-24高一上·江苏南通·期末)下列关于探索光合作用原理的部分实验的叙述，错误的是（    ） A．希尔发现，在离体叶绿体悬浮液中加入铁盐，在黑暗中可以释放出O2 B．鲁宾和卡门利用同位素示踪技术，证明了光合作用产物O2来源于H2O C．恩格尔曼的实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧 D．卡尔文等用14C标记CO2，探明了CO2中的碳如何转变为有机物中的碳 2．(23-24高一·江苏镇江·期末)同位素标记法是生物学研究中一种重要的方法。下列叙述正确的是（　　） A．利用14C6H12O6探究无氧呼吸的过程，放射性最终出现在丙酮酸中 B．利用14CO2探究光合作用的过程，放射性会先后出现在C5和C3中 C．利用18O2探究有氧呼吸的过程，18O可先后出现在H2O和CO2中 D．利用H218O探究光合作用，即可证明产生的O2中的氧元素仅来自水 3．(24-25高一上·江苏南通如皋·期末)下图表示植物光合作用的一个阶段，下列关于该反应阶段的叙述，错误的是（　　） A．该反应场所是叶绿体基质 B．需要多种酶、NADPH、ATP 和CO2等的参与 C．CO2的碳原子转移途径是 CO2→C5→（CH2O） D．将ATP、NADPH 中的化学能转化为（CH2O）中的化学能 4．(24-25高一上·江苏连云港·期末)下图表示植物光合作用的部分过程，下列相关叙述错误的是（    ） A．该过程表示的是光合作用的光反应阶段，水被分解产生了O2 B．光合色素分布在类囊体膜上，可用于吸收、传递、转化光能 C．ATP合酶的功能只有在消耗ATP的过程中才能实现 D．通过电子传递等过程，实现了光能到电能再到活跃化学能的转变 5．(24-25高一上·江苏天一中学·期末)许多生物学知识和原理在生产生活中得到广泛应用。下列相关叙述错误的（    ） A．酿酒需要密封，因为酒精是酵母菌无氧呼吸的产物 B．种植小麦时“正其行，通其风”，可防止植株周围CO2浓度过低 C．储存新鲜蔬菜时应降低呼吸强度，故应在低温、无氧和一定湿度条件下储存 D．一些阴生植物如人参需要在弱光条件下种植，因为其光合作用的最适光照强度较低 6．(23-24高一上·江苏淮安·期末)下列相关措施中，有利于大棚内农作物增产的是（    ） A．大幅提高种植密度，增加有机物的积累 B．增施有机肥，降低CO2浓度 C．夜间增设日光灯，延长光照时间 D．改用红色薄膜，增强光照 7．(24-25高一上·江苏宿迁泗阳县·期末)下图表示适宜温度条件下甲、乙两种植株单位时间内CO2吸收量随光照强度的变化曲线，若实验过程中细胞呼吸方式只考虑有氧呼吸且呼吸强度不变。相关叙述正确的是（　　） A．A点时植株乙只能进行暗反应，不能进行光反应 B．植株甲从B点开始进行光合作用 C．C点时植株甲制造有机物的量等于植株乙 D．若土壤中缺Mg2+，则D点应向左下方移动 8．(23-24高一上·江苏淮安·期末)下图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。下列叙述错误的是（    ） A．7—10时，随光照强度逐渐增大，光合作用强度不断增强 B．10-12时，部分气孔关闭，CO2吸收减少，光合作用强度明显减弱 C．14—17时，呼吸作用释放的CO2量大于光合作用固定的CO2量 D．从图中可以看出，限制光合作用的因素有光照强度和温度等 二、多选题 9．(23-24高一上·江苏盐城建湖高级中学·期末)我国科学家设计了一种人造淀粉合成途径（如图所示），成功将CO2和H2O转化为淀粉。利用该途径有利于缓解粮食短缺问题。下列说法正确的是（    ） A．①过程模拟植物光合作用的光反应，②③④过程模拟植物叶肉细胞的线粒体 B．结合上图，若固定的CO2量相等，人工合成淀粉的量大于植物光合作用有机物的积累量，理由是植物存在呼吸作用，会消耗有机物 C．干旱条件下，很多植物光合速率下降的主要原因是部分气孔关闭，胞间CO2减少 D．从能量转换角度分析，人造淀粉合成过程与植物光合作用过程的本质都是将CO2转化为有机物 10．(24-25高一上·江苏省常州高级中学·期末)某生物社团利用金鱼藻和数字实验APP进行了光合作用的相关实验，实验装置设计如下图。下列有关叙述正确的是（　　） A．该装置可用于探究CO2浓度和光质对金鱼藻光合作用的影响 B．插入单色滤光片会使金鱼藻叶绿体基质中NADPH含量升高 C．利用氧气传感器测到的O2浓度变化可计算金鱼藻光合速率 D．该装置处于适宜条件下测得的氧气释放速率会随时间逐渐减小至0 11．(23-24高一上·江苏盐城东台·期末)下列有关科学史和科学研究方法的说法正确的是（    ） A．卡尔文等用小球藻进行实验，最终探明了CO2→C5→（CH2O） B．恩格尔曼用水绵进行实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧 C．鲁宾和卡门用放射性同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自CO2 D．希尔制取叶绿体悬液并加入草酸铁，光照后发现存在还原性物质将Fe3+还原成Fe2+ 12．(24-25高一上·江苏常州·期末)关于光合作用和呼吸作用的原理在生产中的应用，下列叙述正确的有（　　） A．保持干燥和适当的低温、低氧，有利于水果和蔬菜的保存 B．种植水稻时要定期排水，以促进水稻的根系进行有氧呼吸 C．用蓝紫色薄膜代替红色薄膜，可提升大棚作物的光合速率 D．白天升温的幅度要适宜，否则会减少植物积累有机物的量 13．(23-24高一上·江苏兴化中学·期末)生物实验材料和方法的选用直接影响实验的效果。下列相关叙述错误的是（    ） A．鲁宾和卡门研究光合作用中O2来源采用了同位素示踪法 B．适合于检测脂肪的最理想材料是花生种子，苏丹Ⅲ染液溶于酒精 C．富含还原糖的柑橘是检测还原糖最理想的材料，反应生成砖红色沉淀 D．大米是最适合用于检测蛋白质的实验材料，实验前可留出一部分样液 三、非选择题 14．(24-25高一上·江苏苏州·调研)科研人员探究了竹柳在不同盐浓度胁迫下的光合生理指标，为竹柳在盐碱地区的开发利用提供基础依据。 (1)光合作用中光反应阶段将光能转变成ATP和 中活跃的化学能；暗反应阶段发生在叶绿体的 （填场所），将CO2依次通过 、 等反应过程生成糖类等有机物。 (2)图1~图3分别表示不同程度盐胁迫对竹柳叶片净光合速率、气孔导度（指植物叶片上气孔的开启程度，它决定了气体和水分的进出速度）、胞间CO2浓度等的影响。当竹柳达到最大净光合速率时，叶肉细胞中的CO2除了从外界吸收，还可以来自 。据图分析可知，午后竹柳均出现了“光合午休”现象，轻度胁迫能减轻该现象的原因可能是 ；要缓解中度和重度胁迫下的该现象， （填“能”或“不能”）采用补充CO2的措施，原因是 。 (3)SOS信号转导途径是盐胁迫下细胞维持Na+/K+平衡的重要调节机制，如图4 盐胁迫出现后，磷脂分子PA与蛋白激酶SOS2结合，激活钠-氢转运蛋白SOS1，促使钙结合蛋白SCaBP8 ，使细胞中K+浓度 （填“增大”或“减小”），判断理由是 。 15．(24-25高一上·江苏常州高级中学·期末)黑藻是一种常见的沉水植物，下图表示低浓度CO2条件下黑藻细胞部分代谢过程。图中Rubisco是光合作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合成糖；C5氧化则产生乙醇酸C2。请回答下列问题： (1)该细胞中固定CO2的场所有 ，过程②还需要 的参与。 (2)图中黑藻细胞通过 的方式将H+运出细胞，减少细胞质基质中H+数目，有利于 的形成。 (3)低浓度CO2条件下黑藻细胞C4循环加快，其意义是 。 (4)为修复城市污染水体，科研人员研究了黑藻、苦草、小眼子菜三种沉水植物的光合特性与分布水深的关系，实验结果见下表。 分布的水深（m） 光补偿点μE/（m2·s） 光饱和点μE/（m2·s） 黑藻 0.6-5 17.3 97.1 苦草 0.5-6 6.3 55.6 小眼子菜 1-3 50.3 214.7 ①测定光饱和点、光补偿点时，应控制 等外界因素相同且适宜，逐渐增加 并测量对应的净光合速率，绘制叶片的光合-光响应曲线。 ②三种沉水植物能够生长的最大深度与光饱和点和光补偿点呈 相关。小眼子菜一般分布在水体的上层，从光补偿点和光饱和点的角度分析原因分别是 。 ③建议选择 作为先锋物种来修复城市污染水体。 16．(24-25高一上·江苏南京师范大学附属中学·期末)塑料经物理、化学和生物降解作用会进一步分解成更小的碎片，即微塑料（MPs）或纳米塑料（NPs）。研究发现MPs/NPs进入细胞后会对细胞产生一系列的危害作用。如MPs/NPs可在线粒体内积聚，破坏线粒体的电子传递链，造成线粒体膜损伤（如图1）。 (1)由图可知，MPs/NPs 通过 进入细胞，随后被细胞器[A] 吸收处理，细胞器A 在细胞中的作用是 。 (2)MPs/NPs会破坏线粒体的电子传递链（如图2），这主要影响有氧呼吸第 阶段，并最终影响ATP的生成。H+从线粒体基质进入膜间隙的方式是 ，ATP合成酶是一种跨膜蛋白，该酶具有 的功能。（答2点） (3)光照过强时还原能的积累会导致自由基的产生，损伤膜结构。光呼吸（图3中虚线所示）可促进草酰乙酸-苹果酸的穿梭，输出叶绿体和线粒体中过剩的还原能实现对叶绿体的光保护。图3中过程①进行的场所是 ，叶绿体和线粒体中电子传递链分别位于 、 。 (4)图3中叶绿体所示过程需要NADPH参与的有 ，在光呼吸过程中，线粒体中的电子传递链的作用是 。 (5)线粒体电子传递链有细胞色素途径（CP）和交替氧化途径（AP）。CP途径有ATP的合成；AP途径无ATP的合成，能量以热能的形式散失。为了研究不同环境条件对两条途径的影响，科研人员利用正常植株和 aoxla 突变体（AP功能缺陷）进行实验，结果如图4。 ①正常情况下，黑暗时电子传递链以 途径为主。 ②光照过强时，光保护主要依赖于 途径，从物质和能量变化的角度分析其原因是 。 ③温度与光保护机制的关系是 。 地 城 考点03 光合速率和呼吸速率的综合分析 一、单选题 1．(23-24高一上·江苏盐城东台·期末)将某种植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响，实验以该植物叶绿体光合作用吸收的CO2总量与线粒体呼吸作用CO2的释放量为指标，实验结果如下表所示。下列对该植物数据表格分析正确的是（    ） 温度（℃） 20 25 30 35 40 45 光照下叶绿体CO2吸收总量（mg/h） 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.50 黑暗中CO2释放量（mg/h） 0.60 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 A．昼夜不停地光照，温度为40℃时，最有利于有机物的积累 B．昼夜不停地光照，温度为45℃时，最有利于有机物的积累 C．每天交替进行12h光照12h黑暗，温度均保持在35℃条件下，能正常生长 D．每天交替进行12h光照12h黑暗，温度均保持在40℃条件下，能正常生长 2．(23-24高一上·江苏南京·期末)天竺葵是一种常见的观赏植物。生物学兴趣小组在5月的白天中，对天竺葵植株不同部位的成熟叶片（不做遮光处理）进行检测，一般不能直接测得的是（　　） A．氧气释放量 B．呼吸速率 C．二氧化碳吸收量 D．净光合速率 3．(23-24高一上·江苏盐城一中等三校·期末)人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。下列说法错误的是（    ） A．该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是模块1 B．模块3为模块2提供的物质有ADP、Pi和NADP+等 C．在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量更高 D．人工光合作用系统在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景 4．(24-25高一上·江苏南京师范大学附属中学·期末)如图甲为非绿色器官在不同氧气浓度下，单位时间内 O2的吸收量和CO2的释放量的变化， 其中 AB = BC。图乙为CO2浓度一定、环境温度为 25℃、不同光照强度下测得的小麦叶 片的光合作用强度。下列说法错误的是（    ） A．图甲曲线上 P 点的生物学含义是无氧呼吸消失点 B．图甲中 C 点时，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的 1/3 C．图乙中 B 点时叶肉细胞中产生 ATP 的场所是线粒体和叶绿体 D．当植物缺镁时（其他外界条件不变），图乙中的 B 点将右移 二、多选题 5．(24-25高一上·江苏常州高级中学·期末)下图表示某植株在不同光照强度下，单位时间内CO2释放量和O2产生总量的相对变化。对植物生理过程分析错误的是（    ） A．光照强度为a时，该植株体内有机物总量将增加 B．光照强度为b时，该植株的细胞呼吸强度是光合作用强度的两倍 C．光照强度为c时，叶肉细胞的光合作用强度与细胞呼吸强度相等 D．光照强度为d时，叶肉细胞产生ATP的细胞器是线粒体、叶绿体 6．(24-25高一上·江苏南京师范大学附属中学·期末)龙血树被誉为“活血圣药”有消肿止痛、收敛止血的功效，图甲、乙分别为龙血树在不同条件下相关指标的变化曲线[单位：mmol/（cm²·h）]。下列叙述错误的是（    ） A．据图甲分析，与温度40℃相比，温度为30℃时叶绿体消耗CO2的速率快 B．据图甲分析，40℃条件下，若黑夜和白天时间相等，龙血树能正常生长 C．据图乙分析，提高CO2的浓度可能会导致D点左移 D．图乙中影响C、D、E三点光合速率的主要环境因素是光照强度 三、非选择题 7．(23-24高一上·江苏盐城一中等三校·期末)选取某植物幼苗进行无土栽培实验，下图为该幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化曲线图。请据图回答： (1)温度为5℃时，该植物幼苗细胞产生ATP的场所有 ，研究者用含14C的14CO2追踪光合作用中碳的转移过程，其转移途径是 （用符号和→表示）。 (2)假设上述实验在缺Mg2+的条件下进行，在其他条件相同的情况下，图中的A点会向 移动。 (3)据图分析，图中 点光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍。 (4)据图分析，呼吸酶对温度的敏感度比光合酶对温度的敏感度 （选填“高”或“低”），温室栽培该植物，为获得最大经济效益，应控制的最低温度为 ℃。 (5)为了探究不同条件对植物光合速率和呼吸速率的影响，用8株各有20片叶片、大小长势相似的某盆栽植株，分别放在密闭的玻璃容器中，在不同条件下利用传感器定时测定密闭容器中二氧化碳的含量。实验结果统计如下表： 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 温度（℃） 10 10 20 20 30 30 40 40 光照强度（Lx） 1000 0 1000 0 1000 0 1000 0 12小时后CO2量（g） -0.5 +0.1 -1.5 +0.4 -3.0 +1.0 -3.1 +0.8 （注：“+”表示环境中二氧化碳增加；“-”表示环境中二氧化碳减少） ①用编号为 的装置可构成一个相对独立的实验组合，该实验组合的目的是探究温度对植物呼吸作用速率的影响。欲探究其细胞呼吸的最适温度，实验设计思路是在 ℃之间缩小温度梯度做平行实验。 ②由表可知，植物光合最强的是第 编号组实验 ③现有一株某植物的叶绿素缺失突变体（不能合成叶绿素），将其叶片进行了红光照射光吸收测定，与正常叶片相比，实验结果是光吸收差异 （选填“不显著”或“显著”）。 8．(24-25高一上·江苏宿迁泗阳县·期末)下图为某绿色植物叶肉细胞部分结构和生理过程示意图，结构甲为细胞的边界，结构乙、丙为双层膜的细胞器，①~⑥为相关的生理过程。请据图回答： (1)结构甲是 ，它功能复杂程度与其成分中 的种类和数量密切相关。过程①的发生需要满足两个条件，一是相当于半透膜的结构，二是存在 。 (2)光反应发生的场所是 ，其中水的光解为过程③提供的物质是 ，该物质在过程③中的作用是 。图中能产生ATP的有 （填序号）。过程⑤氧化分解释放的能量去向是 。 (3)过程②吸收的无机盐大多以 的形式存在。若要研究该植物叶片的细胞呼吸与环境中O2浓度之间的关系，则应在 条件下测定CO2释放量或O2吸收量。 (4)某兴趣小组选择番茄A、B两品种探究植物生长过程中光照强度对光合作用的影响，部分实验内容与结果如下表： 品种 光照处理 叶绿素a含（mg/cm2） 叶绿素b含量（mg/cm2） CO2吸收速（μmol/m2·s） A 正常光照 1.81 0.42 4.59 A 弱光照 0.99 0.25 2.6 B 正常光照 1.39 0.27 3.97 B 弱光照 3.8 3.04 2.97 该实验的自变量是 。据表分析， A、B两个品种中，更耐阴的是 。 9．(23-24高一·江苏盐城阜宁县·期末)下图1为某植物叶肉细胞在光下的相关物质变化示意图，其中a—d代表不同的细胞结构，①~⑤代表不同的物质。请回答下列问题。 (1)在类囊体膜上，物质①分解为 。在红光照射下，参与物质①变化的主要色素是 。 (2)物质④是 ，从物质②到物质④发生的生理过程依次是 、 。 (3)当叶肉细胞释放物质③的量大于0时，该细胞进行光合作用所需CO2的来源有 。 (4)物质⑤的结构简式为 ，叶肉细胞中进行的下列过程不需要物质⑤直接参与的有 。 A．结构a中H2O的运输   B．结构b中C3的还原 C．结构c中丙酮酸的分解 D．结构d中ATP的合成 (5)若将该植物在适宜条件下置于透明且密闭的容器中培养一段时间，分别在光照和黑暗条件下测得其吸收和产生CO2的速率，如下图2所示。 在A时刻，该植物的真光合速率为 mg·h－1（用CO2的相对值表示），在B时刻，该植物叶肉细胞的真光合速率 （填“大于”“小于”或“等于”）呼吸速率的2倍。 / 学科网（北京）股份有限公司 $